历史环形社|什么材料耐热性这么强?,战斗机太强大!内部温度高达2000℃
导语
随着时代的发展 , 我们对飞机的速度要求越来越高 , 由此也就推动了涡轮风扇发动机的发展 。 装有涡轮风扇发动机引擎的飞机可以达到每小时400到1000公里 , 这为人们的出行提供极大便利 , 同时这也是如今大多数飞机使用其作为动力来源的原因 。
值得一提的是 , 涡轮风扇发动机也被广泛应用于我国的战斗机上 , 相比其它飞机发动机 , 它的优点可是非常明显 , 不仅有较大的推力、较高的推进效率 , 其性能也是非常优越 。
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战斗机内部温度高达2000℃ , 涡扇发动机不溶解的原因在于其工作原理
国庆阅兵之时 , 我们看到天安门前排列整齐的战斗机飞过 , 心中肯定充满自豪之情 。 不过 , 这时候很多人就会有这样一个困惑 , 为什么战斗机尾部喷出的“火焰”不会把涡轮风扇发动机熔化呢?要想知道这个问题的关键所在 , 我们首先需要了解发动机的工作原理 。
涡轮风扇发动机正常工作时 , 首先会从进气道吸入空气 , 空气进入燃烧室与燃料充分接触 , 被点燃之后燃料急剧燃烧放出大量气体 。 气体由战斗机尾部喷口喷出 , 高温气体由此产生反向推动力推动战斗机前行 。
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【历史环形社|什么材料耐热性这么强?,战斗机太强大!内部温度高达2000℃】所以 , 燃料燃烧的场所是涡轮发动机的燃烧室 , 只有在这里温度才能达到最高也就是2000℃左右 。 燃烧后排出的气体温度虽然也很高 , 但喷出后尾喷口温度大约只有600℃ 。
就目前的技术而言 , 能够耐受600℃高温的材料是非常多的 。 而内部温度最高的燃烧室 , 首先战斗机外部并没有与火焰直接接触 , 另外之间还会有层层耐高温材料阻隔 , 大家完全不用担心发动机会被熔化!
涡轮风扇发动机技术关键在于燃烧室出口出处
虽然不用担心发动机会被熔化 , 涡轮前却是关键之处 , 原因就在于涡轮前刚好位于燃烧室的出口 , 也就是说高温气体喷出后最先接触的地方就是这里 。 可想而知 , 战斗机一旦工作 , 就需要高温气体的不断推动 , 同时涡轮前也就面临着长时间浸润在高温气体中的危险 。
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更糟糕的是 , 此处散热功能特别弱 , 所以选用好的耐热材料就成了研究热点 。 已知涡轮前温度可以达到1600-1700℃ , 而之前第三代、第四代涡轮风扇发动机所采用金属材料的熔点远远低于该温度 , 如第四代发动机所采用的单晶合金所能承受的温度只达到了1200℃ 。
怎么办呢?没有耐热性更高的金属材料 , 我们只能另辟蹊径 。 上面说到涡轮前因为一直接受高温气体冲击 , 所以散热能力特别差 , 提高其散热能力也是该问题的一种解决办法 。 基于此想法 , 能让稍微冷却后的气体从叶片中间通过的单晶空心叶片就被研制出来了 , 加快气体排出 , 可有效降低涡轮前的高温 。
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结语
如今科技发展越来越快 , 更新换代速度也会越来越快 , 我们不应该止步不前 。 想要研发新的战斗机就要求涡轮风扇发动机能耐受更高的温度 , 会想出什么解决方法呢?
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